JPH08111776A

JPH08111776A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH08111776A
Application number: JP6246199A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Asai; 英彦浅井; Satoru Kutsuwada; 悟轡田; Satoshi Kaneko; 敏金子; Sunao Suzuki; 直鈴木; Hiroyuki Kimura; 浩之木村; Koichi Takahashi; 弘一高橋; Masahiko Tominaga; 雅彦冨永; Noriaki Matsui; 規明松井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】画像読取装置において光学系のシェーディン
グ調整結果が正しく行われたかどうかを明確化すること
を目的とする。【構成】原稿に光を照射する光照射手段１０４と、イ
メージセンサ１０７と、イメージセンサ１０７からの出
力信号のレベルを調整する調整手段６０４と、画像の読
取基準となる白色板１０３とを有する画像読取装置にお
いて、白色板１０３の読取レベルと白色板の読取レベル
を補正する第二の画像読取基準の読取レベルとの補正係
数を記憶する記憶手段６０８を有し、イメージセンサ１
０７からの出力信号のレベル調整を補正係数を用いて行
い、補正手段で補正された補正信号でヒストグラムを生
成する手段を有し、ヒストグラム上の複数の点での勾配
を求める手段を有し、複数の点の勾配と、予め設定され
た勾配とを比較し、補正の結果が正しいか否かを判断す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置等の画像
読取装置において、画像シェーディングを補正するシェ
ーディング調整機能を有する画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像読取装置では、光学系のシェ
ーディング調整の際には、原稿台のガラス上に設計基準
の白紙をセットし、この白紙とシェーディング板のデー
タから画像読取装置の光学的、電気的な読取を行ない補
正係数を算出し、シェーディング調整を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、か
かる光学系のシェーディング調整結果が正しく行われた
かどうかは、視覚以外では確認手段がなくて解らなかっ
た。また、シェーディング調整が正しく行われなかった
場合に、シェーディングのどの調整が正しく行われなか
ったのかも解らなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
のような問題に鑑み、ＣＣＤイメージセンサ出力レベル
での調整を行ない、シェーディング補正用のデータを求
めた後に、シェーディング補正を行ない、その補正後の
画像データから、前記シェーディング補正データが正し
いかどうかを、シェーディング補正後に画像データのヒ
ストグラムを算出し、そのヒストグラムの各点での勾配
を算出し、その勾配の値からシェーディング補正が正し
く行われたかどうかを判断する。そうしてＣＣＤ調整が
正しく行われなかった場合は、再度調整を行なう。再度
調整を行なう場合には、前記各調整、すなわちＡＤ、ラ
ンプ光量、ゲイン、クランプ、シェーディングの調整幅
を変え調整を行なう。各調整の終了後、シェーディング
補正を行ない、ヒストグラムを算出し、その各点での勾
配を算出し、その補正データからシェーディング調整が
正しく行われたかどうかを判断することによりＣＣＤか
ら得られた画像データの画質を向上させることが可能と
なった。

【０００５】

【実施例】本発明による一実施例を説明する。図１は本
発明による画像読取装置の主要部分の一構成例である。
図において、１０１は第一ミラー台ユニットであり、１
０２は第二ミラー台ユニットであり、１０３は第二の画
像読取基準のシェーディング板である。また、１０４は
ミラー台ユニット１０１内に含まれ原稿を照射する光照
射手段の原稿照射ランプであり、１０５は原稿を載置す
る原稿台ガラスであり、１０６は第２ミラー台ユニット
１０２からの反射光を集光するレンズユニットであり、
１０７はＣＣＤ型のリニアイメージセンサである。

【０００６】上記構成において、第一ミラー台ユニット
１０１と、第二ミラー台ユニット１０２で光学ミラー台
１１０を形成しており、第一ミラーユニット１０１と第
二ミラーユニット１０２は矢印１０９の方向（副走査方
向）へ移動可能である。そうして、ハロゲンランプや蛍
光灯等の原稿照射ランプ１０４からシェーディング板１
０３又は原稿台ガラス１０５を照明し、それらの反射光
が受光空隙１０８を介して第一ミラー台ユニット１０１
内の反射ミラーと、第二ミラー台ユニット１０２内の反
射ミラーとにより順次反射されレンズユニット１０６に
投射され、ＣＣＤリニアイメージセンサ１０７に受光さ
れて、光電変換されて電気信号に変換される。

【０００７】また、図２は画像読取装置の母体である画
像形成装置の操作部の一構成例である。図において、２
０１〜２０３は画像形成装置の転写紙に転写する濃度の
濃淡を指示する濃度キーであり、２０４〜２０６は原稿
に対する縮小、等倍、拡大の転写倍数を指示する変倍キ
ーである。２０７はメッセージを表示する表示部のディ
スプレイであり、２０９は装置のメイン電源スイッチで
ある。また、２１０はＯＫキー、２０８は＊（アスタリ
スク）キー、２１１〜２１４は例えば転写したい範囲部
分を指示するカーソルキー、２１５はスタンバイ兼用の
余熱キー、２１６は転写実行のスタートキー、２１７は
コピー転写中止用のストップキー、２１８は指示キャン
セルのためのクリアーキー、２１９は例えば転写枚数入
力用のテンキーである。

【０００８】画像形成装置の操作部は上記のように構成
されており、操作部の各キーを操作することにより、操
作者の指示に従って、画像読取装置を含む画像形成装置
が動作する。例えば、メイン電源スイッチ２０９をオン
すると、余熱キー２１５が余熱を終えて点灯し、原稿台
に原稿を置いて転写枚数をテンキー２１９で指示し、転
写部分をカーソルキー２１１−２１４で転写範囲部分を
指示し、被転写紙の濃度を濃度キー２０１−２０３で指
示し、変倍キー２０４−２０６で転写倍数を指示し、そ
うしてスタートキー２１６を押すことにり、希望した画
像の被転写紙を得ることができる。

【０００９】さらに、図３は画像形成装置（複写機）の
内部構造の概略図である。画像形成装置の構成及び動作
を図３を参照しつつ説明する。まず、画像形成装置の不
図示の電源コードをコンセントに接続し、図２に示すメ
イン電源スイッチ２０９をＯＮする。すると、定着ヒー
ター３２０がＯＮし、定着材が設定温度になるまで加熱
し、ほぼ一定の設定温度に至ればスタンバイ状態とな
り、以後設定温度の保温を維持する。このスタンバイ状
態では、ディスプレイ２０７上に「コピーできます。」
のメッセージ表示が表示される。この状態で原稿台ガラ
ス１０５上に原稿をセットし、スタートボタン２１６を
押す。すると原稿照射ランプ１０４が点灯し、シェーデ
ィング板１０３を照射し、その反射光が光学ミラー台１
１０内の反射ミラー３０３〜３０５を介して光学的にレ
ンズユニット１０６に送られ、分光用の位相格子３０７
によってＢＬＵＥ、ＧＲＥＥＮ、ＲＥＤの色光に分光さ
れ、ＣＣＤイメージセンサ１０７によって電気信号に変
換される。

【００１０】その後、カラー用のＣＣＤイメージセンサ
１０７により、電気信号に変換された原稿画像情報は、
画像処理装置３１９により電気的に画像処理を施された
後、レーザー発振器３０９から前記電気信号により変調
されたレーザー光として照射され、主走査方向の反射ミ
ラーとしてのポリゴンミラー３１０、反射ミラー３１
１、３１２を通して反射され、例えばドラム形状の感光
体３１３上に画像情報を感光する。感光体３１３上に形
成された画像情報は被転写用紙積載部３１７、３１８か
ら被転写用紙を送られて転写され、搬送ベルト３１４に
よって定着器３１５に送られ、定着された後、排紙部３
１６から排紙され装置外部に出力される。このようにし
て、原稿の画像に対応した画像をコピーした被転写紙を
得ることができる。

【００１１】次に、上記画像形成装置の画像読取装置に
おける光電変換部について詳述する。まず、ＣＣＤカラ
ーリニアイメージセンサ１０７の構造例を図４に示す。
このＣＣＤカラーリニアイメージセンサ１０７は、ＣＣ
Ｄリニアイメージセンサ１０７Ｂ（青色）、１０７Ｇ
（緑色）、１０７Ｒ（赤色）の３ラインの構造を示して
おり、受光部のフォトダイオード９０Ｂ、Ｇ、Ｒをはさ
んで、遮光されたフォトダイオード９０Ｂ、Ｇ、Ｒとフ
ォトダイオードを接続されていないダミーの画素によっ
て構成されており、遮光部の出力は黒信号レベルの基準
として使われる。このフォトダイオード９０Ｂ、Ｇ、Ｒ
に画像情報を有する光線により一定時間蓄積された電荷
は、ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＨ３信号によってシフトゲート
９１Ｂ、Ｇ、Ｒを通ってシフトレジスタ９２Ｂ、Ｇ、Ｒ
へ転送される。シフトレジスタ９２Ｂ、Ｇ、Ｒに転送さ
れた電気信号は、転送クロック０１Ａ１、０２Ａ１、０
２Ａ１、０２Ａ２によって順次転送されて、０１Ｂ、０
２Ｂによって出力信号として押し出される。ここでＲＳ
１、ＲＳ２は出力バッファーに残っている残留電荷をリ
セットするためのリセットパルスである。

【００１２】ラインセンサとしてＣＣＤリニアイメージ
センサ１０７Ｂ、１０７Ｇ、１０７Ｒの駆動クロックの
タイミング関係を図５に示す。各シフトレジスタ９１
Ｂ、Ｇ、ＲのＳＨ１、２、３をトリガーとして、出力信
号０１Ｂ、０２Ｂが所定の画素分読み出され、リセット
パルスＲＳ１、ＲＳ２の立ち下がり後新たな読取画像が
蓄積される。次に、上記画像処理装置３１９の全体の構
成例を図６に示す。図において、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の
画像信号を検出する上記ＣＣＤイメージセンサ１０７の
他に、増幅回路６０２、Ａ／Ｄ変換回路６０３、黒補正
／白補正回路６０４、輝度信号生成部６０５、ＬＯＧ変
換部６０６が順次接続され、ルックアップテーブル６０
７及びＣＰＵ６０１とメモリ６０８が具備されている。

【００１３】かかる図６の構成において、ＣＣＤイメー
ジセンサ１０７のＣＣＤアレイ１０７Ｒ、１０７Ｂ、１
０７Ｇにより光電変換され、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの３原
色成分に対応するアナログの画像信号が出力される。各
画像信号は、増幅回路６０２により増幅された後、Ａ／
Ｄ変換器６０３によりデジタル信号に変換される。そし
て、黒補正／白補正回路６０４は、デジタル信号に対し
て黒レベル補正と、白レベル補正（シェーディング補
正）を行なう。ＬＯＧ変換部６０６は黒レベル補正と白
レベル補正が施された信号を濃度に変換して、光変調す
るプリンター部（レーザースキャナユニット３０９）に
出力する。この場合、濃度信号への変換はγ特性（露光
に対する感度の非直線性）を補正するようなＬＯＧ変換
形式で行なう。ＣＰＵ６０１は、黒補正／白補正回路６
０４、及びＬＯＧ変換部６０６を制御し、各部とデータ
バス及びアドレスバスで接続し、必要なデータを適時メ
モリ６０８に格納する。

【００１４】次に、図５のタイミングクロックによって
駆動されたＣＣＤイメージセンサ信号の信号処理につい
て、増幅回路６０２、Ａ／Ｄ変換部６０３の構成、動作
・作用を、図７を参照しつつ説明する。この増幅回路６
０２は後述のシェーディング補正用パラメータの調整を
行なう。図において、奇数側画素（ＯＤＤ）、偶数側画
素（ＥＶＥＮ）に分かれたアナログ信号は、図７に示す
回路ブロック例による結果としてデジタル信号に変換さ
れる。ここで、増幅回路６０２は、サンプルホールド回
路８０１、クランプ回路８０２、ＭＰＸスイッチ８０
３、可変増幅器８０４、ゲインコントロール装置８０
７、クランプ回路８０５により構成されている。サンプ
ルホールド回路８０１は、ＣＣＤリニアイメージセンサ
１０７から、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎にＯＤＤとＥＶＥＮに分
けた出力信号を、カップリングコンデンサーを介してサ
ンプリングするサンプルホールド回路である。ＯＤＤ、
ＥＶＥＮ出力ともに各画素毎にサンプリングされる。

【００１５】この際、ＣＤＤリニアイメージセンサ１０
７は、上述した図４の構成を有しているために遮光され
たフォトダイオード部９０Ｂ、Ｇ、Ｒは、原稿照射ラン
プ１０４の光線を照射した際にも出力レベルの変化は見
られない。すなわち、黒色レベルを示している。このレ
ベルはＣＣＤリニアイメージセンサ１０７の出力基準信
号であり、ＯＤＤ、ＥＶＥＮの信号をひとつのデータに
するために、基準レベルを同じにする必要がある。その
ためにクランプ回路８０２での信号の遮光部のレベルで
クランプを行なう。

【００１６】クランプされたＯＤＤ、ＥＶＥＮの各々の
信号は、ＭＰＸスイッチ８０３によって順次ＯＤＤ、Ｅ
ＶＥＮで、交互にスイッチされ時系列的に一連の信号と
して可変増幅器８０４に入力される。可変増幅器８０４
ではゲインコントロール装置８０７からの制御信号によ
ってコピー濃度の増減に従ったレベルに増幅する。さら
に一連の信号となったＣＣＤラインイメージセンサ１０
７の出力信号は、再度クランプ回路８０５により出力レ
ベルを所定値以下にクランプし、Ａ／Ｄコンバータ６０
３によってディジタル信号に変換される。

【００１７】次に、図９は黒補正／白補正回路６０４の
内の黒補正回路例の具体的ブロック図である。尚、この
黒補正回路はＲ、Ｇ、Ｂの３原色にそれぞれ対応する全
く同一のＢin、Ｇin、Ｒin３つの黒補正回路により構成
されているが、その具体的内容については、図９ではＢ
inーＢoutのブルーについてのみ示している。これは後
述の白補正回路についても同様である。

【００１８】また、Ａ／Ｄコンバータ６０３によってＡ
／Ｄ変換されたＣＣＤイメージセンサ１０７からのデジ
タル画像信号Ｂinは、ＣＣＤイメージセンサ１０７に入
力される光量が微小のときは、図１０に示すように画像
領域を横軸に、センサ出力を縦軸にグラフ化すれば、画
素間のばらつき等が大きく、そのまま出力すると、画像
データ部分にスジやムラを生じる。

【００１９】そこで、図９に示す黒補正回路では、画素
間のバラツキ等を補正する。すなわち、図８（Ａ）に示
す通り、原稿読取動作に先立ち原稿照射ランプ１０４を
含む第１ミラー台ユニット１０１と、走査ミラー３０
４、３０５を含む第２ミラー台ユニット１０２との光学
ミラー台１１０が一体として、原稿台１０５の先端部の
非画像領域に配置された均一濃度の黒色板の位置に移動
し、原稿照射ランプ１０４を点灯し、黒色板に反射され
た信号を、増幅回路６０２やＡ／Ｄコンバータ６０３を
介して、黒補正回路６０４に入力する。

【００２０】ブルー成分信号Ｂinに関しては、この黒レ
ベルの画素信号の１ライン分を記憶手段の黒レベルＲＡ
Ｍ７８ａに格納すべく、セレクタ８２ａでＡを選択し
（制御線ｄ）、ゲート８１ａをオンとし（制御線ｂ）、
データ線１５１ａ、１５２ａ、１５３ａを接続する。一
方、黒レベルＲＡＭ７８ａのアドレス入力１５５ａに
は、反転ＨＳＹＮＣで初期化され、ＶＣＬＫをカウント
するアドレスカウンタ８４ａの出力１５４ａが入力され
るべくセレクタ８３ａでＡが選択される（制御線ｃ）。
これにより黒色板にて反射された黒レベルの１ライン分
の画像信号が、１画素毎にアドレス付けされて、黒レベ
ルＲＡＭ７８ａに黒基準値データとして格納される。

【００２１】次に、前記光学ミラー台１１０を図８
（Ｂ）の位置に配置し、画像の実際のデータを読み取
る。この場合には、黒レベルＲＡＭ７８ａは、データ読
み出しモードとなる。すなわち、ゲート８１ａをオフと
し（制御線ｂ）、ゲート８０ａをオンし（制御線ａ）、
セレクタ８６ａをＡ出力とすることにより、データ線１
５３ａ、１５７ａの経路で、黒レベルＲＡＭ７８ａ内の
黒基準データを減算器７９ａに入力される。この際、減
算器７９ａの入力には、原稿の実際の画像データＢinが
入力されるが、原稿の実際の画像データの１ライン分が
減算器７９ａに入力される毎に、減算器７９ａの入力に
は黒レベルＲＡＭ７８ａの内の１ライン分の黒基準値デ
ータが繰り返し入力される。また減算器７９ａには、上
記の２つのデータが１画素分ずつ同期を取って入力され
る。

【００２２】そして、減算器７９ａは、原稿の実際の画
像データから、黒基準値データを減じて黒補正を行な
い、その黒データＢoutをデータ線１５６ａから出力す
る。例えば、ブルー成分のｉ番目の画素に関しては、原
稿の実際の画像データをＢin（ｉ）、黒基準データをＤ
Ｋ（ｉ）とすると、黒補正データＢout（ｉ）は、Ｂout（ｉ）＝Ｂin（ｉ）−ＤＫ（ｉ）となる。

【００２３】なお、黒補正のための各セレクトゲートの
制御線ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ＣＰＵ６０１のＩ／Ｏとして
割り当てられたラッチ８５ａを使用してＣＰＵ６０１に
より制御される。

【００２４】また、図１１は黒補正／白補正回路６０４
の白補正回路のブロック図である。この白補正回路で
は、白レベル補正（シェーディング補正）を行なう。白
レベル補正は、原稿台１０５の後端部の非画像領域に配
置された均一濃度の白色のシェーディング板１０３を照
射した時の白レベルのデータに基づいて、図１２に画像
領域における白レベルＷｉを示すように、照明系、光学
系、ＣＣＤイメージセンサ１０７等のそれぞれの感度バ
ラツキを各画素毎に補正する。

【００２５】白補正回路の基本的な回路構成は黒補正回
路と同一であり、黒補正では減算器７９ａにて補正を行
っていたのに対し、白補正では乗算器７９ｂにて白補正
を行っている点が異なるのみであるので、同一部分の説
明は、省略する。

【００２６】まず、ＣＣＤイメージセンサ１０７が均一
白色のシェーディング板１０３の位置（ホームポジショ
ン）にある光線を受光しているとき、すなわち、複写動
作、または、読取動作に先立ち、原稿照射ランプ１０４
を点灯し、白色のシェーディング板１０３にて反射され
た白レベルの画像信号から、１ライン分の補正係数をＲ
ＡＭ７８ｂに格納する。例えば、主走査方向が、Ａ４サ
イズの長手方向の幅を有し、画像データが１バイトとす
ると、補正係数ＲＡＭの容量は、１６ｐｅｌ／ｍｍで４
７５２（＝１６×２９７ｍｍ）画素分の４７５２バイト
である。補正係数のＲＡＭ７８ｂには、まず、上記均一
白色のシェーディング板１０３を照射したときに、図１
４（Ａ）に示したような、各画素ごとに白レベルデータ
Ｗｉ（ｉ＝１〜４７５２）が格納される。この白レベル
データＷｉの格納は、ブルー成分、グリーン成分、レッ
ド成分についても同様に行われる。

【００２７】ところで、ｉ番目の画素に対応する白レベ
ルデータに対し、ｉ番目の画素に対応する原稿データＤ
ｉ（ｉ）の白補正後のデータＤｏ（ｉ）は、Ｄｏ（ｉ）＝Ｄｉ（ｉ）×ＦＦＨ／Ｗｉとなるべきである。

【００２８】すなわち、図１２に示したように、画像信
号の最大値（最も白い色に対応する画像データ）をＦＦ
Ｈとすると、シェーディング補正係数はＷｉ／ＦＦＨと
なるべきである。そこで、ＣＰＵ６０１は図１４のStep
Ｂに示したように、まずブルー成分について補正係数
ＲＡＭ７８ｂ内の白レベルデータＷｉを順次読み出し、
ＦＦＨ／Ｗｉの演算を行って、補正係数ＲＡＭ７８ｂに
補正係数ＦＦＨ／Ｗｉを、図１３（Ｂ）に示すように、
書き換える。これをｉ＋１して、順次繰り返し、ｉ＝４
７５２まで実行する。そしてグリーン成分、レッド成分
についてもStepＧ、Step Ｒと進み、同様な処理を行な
う。

【００２９】なお、この処理に先だって、図１１におい
て、ＣＰＵ６０１は、ゲート８０ｂ、８１ｂを交互にオ
ンし、セレクタ８２ｂ、８３ｂ、８６ｂによりＢが選択
されるような制御信号をデータバスからラッチ８５ｂに
出力して、補正係数ＲＡＭ７８ｂのアドレスをＤ BUSか
ら指示し、Ａ BUSラインに読み出し、均一白色のシェー
ディング板１０３の白レベルデータＷｉを取り込み、演
算後の補正係数ＦＦＨ／ＷｉをＡ BUSを介して、ＲＡＭ
７８ｂに書き換えてアクセス可能にしておく。

【００３０】実際の原稿の画像データを読み取る場合に
は、ＣＰＵ６０１は、ゲート８１ｂをオフし（制御線
ｂ）、ゲート８０ｂ（制御線ａ）をオンし、セレクタ８
６ｂをＡに出力することによりデータ線１５３ｂ、１５
７ｂの経路で補正係数ＲＡＭ７８ｂ内のシェーディング
補正係数ＦＦＨ／Ｗｉを乗算器７９ｂのＢ入力に入力す
る。この際、乗算器７９ｂのＡ入力には、原稿の実際の
画像データが入力される。そこで乗算器７９ｂは、原稿
の実際の画像データ（Ｄｉ）とシェーディング補正係数
ＦＦＨ／Ｗｉとを乗算して白補正を行い、その補正デー
タをデータ線１５６ｂから出力する。

【００３１】また、黒補正回路と白補正回路とは、その
相違点が減算器７９ａと乗算器７９ｂ及び黒レベルＲＡ
Ｍ７８ａと補正係数ＲＡＭ７８ｂであるので、ＣＰＵ６
０１の制御の下でタイミングを取りつつ、時分割により
同一回路で各回路の機能を達成できる。

【００３２】このようにして、黒補正／白補正回路６０
４は、画像入力系の黒レベル感度、各ＣＣＤイメージセ
ンサアレイ１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂ間の感度バラ
ツキ、イメージセンサの暗電流バラツキ、光学系の光量
バラツキ、白レベル感度に起因する黒レベルと白レベル
のバラツキ等を補正し、ラインセンサとしての主走査方
向に渡って白黒とも均一に補正された画像データＢou
t、Ｇout、Ｒoutが得られるようになっている。

【００３３】この黒補正、及び、白補正がなされた画像
データＢout、Ｇout、Ｒoutは、輝度信号生成回路６０
５に出力される。

【００３４】輝度信号生成回路６０５はＣＣＤイメージ
センサ１０７により読み取られた、色分解された画像デ
ータ（イメージ）から色分解されていない全波長領域に
渡るイメージ、すなわち白黒のイメージの輝度信号をつ
くりだしている。これは、本装置の出力手段としては、
単色の出力手段を考慮しているもので、カラーの出力手
段を具備していれば、輝度信号生成回路６０５は不要で
ある。従って、白黒のイメージの輝度信号をつくりだす
ため、輝度信号生成回路６０５は、図１５に示したよう
に、黒補正／白補正回路６０４から出力された黒補正／
白補正済みのブルー成分、グリーン成分、レッド成分の
画像データＢout、Ｇout、Ｒoutについて（Ｂout＋Ｇou
t＋Ｒout）／３なる演算を行って３原色分の平均を算出
して輝度信号としている。

【００３５】この白黒イメージの輝度信号は、図６に示
すように、ＬＯＧ変換部６０６に出力される。輝度信号
生成部６０５により出力された輝度信号は、ＬＯＧ変換
部により濃度信号に変換される。この輝度／濃度変換は
ＬＯＧ変換部６０６内のＲＡＭに形成されたルックアッ
プテーブル（ＬＯＧテーブル）６０７に基づいて実行さ
れ、濃度信号に変換された画像データはプリンタ部（レ
ーザースキャナユニット３０９）に出力される。なおＬ
ＯＧテーブル６０７の情報は、図６に示したＣＰＵ６０
１により書き込まれる。

【００３６】以上示したような構成を有する画像処理装
置３１９において、シェーディング調整は図８に示す配
置構成で行なっていた。まず図８（Ａ）の位置において
シェーディング板１０３の信号を読取、次に図８（Ｂ）
の位置まで光学ミラー台１１０を移動し、原稿台ガラス
１０５上の白色のシェーディング板の代用白紙の信号レ
ベルを読み取る。この時のデータは、図１６に示すよう
な黒レベル、シェーディング板レベル、白レベル毎に８
ビットのデータとして得られ、ＣＣＤリニアイメージセ
ンサ１０７の各々の画素毎にデータのサンプルとするこ
とが可能である。この画素データを基にして、白レベル
の調整、ＣＣＤリニアイメージセンサ１０７のフォトダ
イオードの感度のバラツキ補正、原稿照射ランプ１０４
の光量分布補正等の読取データの補正に用いられる。

【００３７】また、図８において、シェーディング調整
の際に読み取ったシェーディング板１０３及び白紙の読
取値は図１７に示す通りであり、各々４０１に白紙の、
４０２にシェーディング板１０３の検出レベルを光量分
布として読みとれる。これにより、シェーディング調整
例を、図１８のフローチャートに従って説明する。ま
ず、この画像形成装置におけるＣＣＤバランス、ＣＣＤ
オフセット、原稿照射ランプ、ゲイン、シェーディング
板、白紙等のデータは、初期値として例えばリセットさ
れている。そして画像形成装置の原稿台ガラス１０５の
上に白紙をセットした後にシェーディング調整をスター
トする。

【００３８】当初、原稿照射ランプ１０４を点灯しない
状態、すなわち無信号状態で、ＣＣＤリニアイメージセ
ンサ１０７でのＯＤＤ、ＥＶＥＮのバランス調整を行い
（Ｓ１）、さらに、画像信号のオフセットを０レベルに
調整したあと（ＡＤ調整）（Ｓ２）に、光学ミラー台ユ
ニット１０１、１０２の光学ミラー台１１０を原稿台方
向へ移動して、原稿照射ランプ１０４を点灯する（Ｓ
３）、。このときのＣＣＤリニアイメージセンサ１０７
の出力信号のピーク信号レベルに着目して（Ｓ４）、ピ
ークレベルでＭＡＸ値であるＦＦＨ（十進数で２５６）
になるように、光量の大小判断を行ない（Ｓ６）、光量
を上げる（Ｓ７）又は光量を下げる（Ｓ８）等の原稿照
射ランプ１０４の点灯電圧を調整する（ランプ調整）。

【００３９】次に、ランプ調整終了後、調整値によって
点灯した原稿照射ランプ１０４の光量によって得られる
ＣＣＤリニアイメージセンサ１０７の出力を可変増幅器
８０４の出力時点で一定にするためゲイン値を可変し
（図６のゲインコントロール装置８０７による）、Ｒ、
Ｇ、Ｂの出力が均一になるように調整を行なう（Ｓ９、
Ｓ１０）。このＲ、Ｇ、Ｂの３色の調整が終ったら、画
像の読取時の画像補正の際に必要となるシェーディング
板１０３のデータＳＤを読取り、メモリに保存し（Ｓ１
１）、白紙のデータＷＤの読取、保存を行なう（Ｓ１
２）。ここで、シェーディング板１０３の白板の読取に
関しては、図１７に示すようにＲ、Ｇ、Ｂの各々の色の
ＣＣＤリニアイメージセンサ１０７のセンター２５０画
素分の読取データの平均値をシェーディング調整時にシ
ェーディング板、白紙の各々について読み取ってやり、
メモリに格納する。こうして、各パラメータの初期値を
本装置に適合したデータに変換してメモリに格納する。

【００４０】このデータを基にして、コピーを取るとき
のフローチャートは図１９に示す通りである。通常のコ
ピー時のシェーディングはコピーボタンに連動して行わ
れ、シェーディング板１０３の全画素分のデータを読み
取る（Ｓ１００）。この読み取ったデータのうちシェー
ディング板１０３を読み取ったデータは、図２０、図２
１に示すようにＣＣＤイメージセンサ１０７のフォトダ
イオード９０Ｂ、Ｇ、Ｒの出力のバラツキにより、でこ
ぼこの出力が得られる。このでこぼこの出力を補正する
ためにシェーディング補正が行われ、図２０、図２１の
斜線部分を補う補正係数を算出し、一定濃度の原稿を読
み取った際のＣＣＤリニアイメージセンサ１０７の出力
を均一な出力に変換するものである。

【００４１】すなわち、シェーディング板１０３の全画
素分のデータを読み取り（Ｓ１００）、次にコピーは連
続か否かの判断を行ない（Ｓ１０１）、１枚の場合はシ
ェーディングターゲットとの比較を行ない、補正値を算
出し（Ｓ１０７）、原稿を読み取りつつ算出した補正値
によってシェーディング補正を行ない（Ｓ１０８）、コ
ピー紙を出力して（Ｓ１０９）、終了する。

【００４２】一方、コピーを連続して行なう場合、シェ
ーディングターゲットとの比較は前回のコピーで実行さ
れているので、まず補正値を算出し（Ｓ１０２）、次に
原稿を読み取りつつ補正値によってシェーディング補正
を行ない（Ｓ１０３）、コピー紙を出力し（Ｓ１０
４）、指定された枚数のコピーが実行されたかどうかを
判断し（Ｓ１０５）、枚数不足の時はＳ１０３に戻り、
指定枚数のコピーが出力されていた場合は終了する。

【００４３】なお、ここで図２０は、ＣＣＤ画素毎のシ
ェーディング板１０３照射時の読み取りレベルをマクロ
的に示したもので、シェーディングターゲットが高く設
定されている場合で、シェーディング板１０３とターゲ
ットの差にあたる斜線の部分が補正係数となり常にデー
タを加えて補正する。図２１の場合は、シェーディング
ターゲットを低く設定しているため、斜線の部分が補正
係数となりデータ分を減じて補正する。

【００４４】また通常の読み取り中の白紙レベルは、シ
ェーディング調整時にシェーディング板１０３から読み
取ったデータ値ＳＤと白紙の読取レベルのデータ値Ｗ
Ｄ、あるいはデータ比率（Ｈ＝ＷＤ／ＳＤ）として保存
し、シェーディング板１０３の読取データ値ＳＤから、
ＷＤ＝Ｈ×ＳＤとして計算する。この白紙レベルは、デ
ータの読取時の白レベルの補正に用いられる、すなわち
ＣＣＤリニアイメージセンサ１０７の出力が、仮に白紙
を読み取った状態よりも大きい状態でもＭＡＸ信号レベ
ルとして信号処理を行なう。

【００４５】ここで実際のシェーディング補正係数は、
以下の式に従って行われる。

【００４６】シェーディング板１０３の読取データ：Ｓ
Ｄｉ、白紙のデータ：ＷＤｉ、画像信号の最大値：Ｔ
（最も白い色に対応する画像レベル）、シェーディング
調整時に読み取った白紙のデータ：ＷＤ、実際の読取時
の画像入力信号：Ｄｉ、実際の読取時の画像出力信号：
Ｄｏ（ｉ）とすると、Ｈ＝（ＷＤ）／（ＳＤ）、ＷＤｉ＝（ＳＤｉ）×Ｈ、Ｄｏ（ｉ）＝Ｄｉ×Ｔ／（ＷＤｉ）ここでＴ＝ＦＦＨとすると、前述のシェーディング補正
の式となる。

【００４７】以上の調整が終了後に、これを図２２のフ
ローチャートに従って説明する。まず、基準となる白紙
のデータを読み込む（Ｓ３０）。次に、前記シェーディ
ング調整の結果が成功であるか、失敗であるかを判断す
るための手法を行なう（Ｓ３１）（以下、これをシェー
ディングヒストグラム判定法と呼ぶ）。白紙を画像と
し、ＣＣＤイメージセンサ１０７によって取り込み、前
記補正データをもちいて補正を行なう。今ＣＣＤから読
み込んだ画像データをＤとし、前記補正により得られた
画像データＧｄは、前記シェーディング補正で得られた
前記補正係数Ｈを用いて、以下の式で表される。

【００４８】Ｇｄ＝（１＋Ｈ）×Ｄこの補正で得られた前記補正データＧｄでヒストグラム
を生成する。図２３は各ＣＣＤ画素における得られたヒ
ストグラムである。この図２４のヒストグラム上で任意
の複数の点での傾きを求める（Ｓ３２）。図２４は任意
の点での傾きを求めたものである。図２５は図２４のＣ
ＣＤ画素点ａ近傍の詳細を示した図であるが、点ａでの
傾きをδａとすると、δａは点ａでの画像データＧａ
と、点ａの近傍の点ａ１での画像データＧａ１と点ａ２
の画像データＧａ２から、以下の式で求められる。

【００４９】 δａ＝（Ｇａ２−Ｇａ１）／（ａ２−ａ１）同様に点ｂ、点ｃ、点ｄ、点ｅ，，，，，点ｎは（ａ〜
ｎは任意）での勾配をδｂ、δｃ、δｄ、δ
ｅ，，，，，δｎとする。ここでδａ、δｂ、δｃ、δ
ｄ、δｅ，，，，，δｎの各絶対値をθａ、θｂ、θ
ｃ、θｄ、θｅ，，，，，θｎとする。前記各絶対値θ
ａ〜θｎが、予め設定されたシェーディング補正データ
の一定の傾きθｃｏｎｓｔより小さいか否かを判断し
（Ｓ３３）、全て小さい値の時、前記ＣＣＤ調整の結果
は成功であると判断し、表示部に“ＣＣＤ調整ＯＫ”と
表示を出す（Ｄ４１）。すなわち、補正係数Ｈにより補
正された画像データが全画素にわたって一定であれば、
各種のバラツキを調整できた結果であり、その画像デー
タのレベルに凹凸があれば、各点での傾きが大きくな
り、調整が十分ではないことを示す。

【００５０】前記θａ〜θｎの値で、前記θｃｏｎｓｔ
より大きいものはＣＣＤ調整は失敗と判断し、操作部の
ディスプレイ２０７に”ＣＣＤ調整失敗”と表示を出し
（Ｓ３４）、再調整を行なう。

【００５１】再調整は、前記ＣＣＤ調整のＡＤの値を変
更し（Ｓ３５）、ランプ光量を変更し（Ｓ３７）、ゲイ
ンの値を変更し（Ｓ３９）、それぞれ調整幅を変えて、
前記シェーディングヒストグラム判定法で、ＣＣＤ調整
を行なう。各調整は、以下の様に行なう。

【００５２】まず、ＡＤ調整（Ｓ３５）の調整目標値を
変えて行なう。前記ＡＤ調整で得られたＡＤ値を３０ｈ
とすると、このＡＤ値をＭ＿ＡＤとして記憶し、調整目
標値を２０ｈとして調整を行なう。この調整でＡＤ値が
例えば１ａｈとなった。この値をＲ＿ＡＤとして記憶
し、このＲ＿ＡＤを用いて、ゲイン調整、クランプ調
整、シェーディング調整を行ない、補正係数Ｈを決定し
（Ｓ３６）、Ｓ３０に戻り、シェーディングヒストグラ
ム判定法を行ない、ＣＣＤ調整の結果を判断する。この
判断結果ＣＣＤ調整が成功であるならば、”ＣＣＤ調整
ＯＫ”とディスプレイ２０７に表示し（Ｓ４１）、ＣＣ
Ｄ調整を終了する。

【００５３】前記ＡＤ再調整でＣＣＤ調整が成功しなか
った場合は、”ＣＣＤ調整（ＡＤ調整）ＮＧ”と表示し
（Ｓ３４）、前記Ｍ＿ＡＤ値をＡＤ値とし、ランプ調整
を行なう。

【００５４】次に、前記原稿照射ランプ１０４の光量調
整のため、ランプ調整の調整目標値を変えて行なう（Ｓ
３７）。前記ランプ調整で得られたランプ値をｆ６ｈと
すると、このランプ値をＭ＿ｌａｍｐとして記憶し、調
整目標値をｆｆｈとして調整を行なう。この調整でラン
プ値が、例えばｅ５ｈとなった。この値をＲ＿ｌａｍｐ
として記憶し、このＲ＿ｌａｍｐを用いてゲイン調整、
クランプ調整を行ない（Ｓ３８）、シェーディング調整
を行ない、補正係数Ｈを決定し、シェーディングヒスト
グラム判定法を行い、ＣＣＤ調整の結果を判断する。こ
の判断結果ＣＣＤ調整は成功であるならば、”ＣＤＤ調
整ＯＫ”と表示し（Ｓ４１）、ＣＣＤ調整を終了する。

【００５５】同様に、前記ＡＤ再調整、ｌａｍｐ再調整
で、ＣＣＤ調整が成功しなかった場合は、ＡＤ再調整時
のＲ＿ＡＤとランプ再調整時のＲ＿ｌａｍｐを用いて、
ゲイン調整、クランプ調整を行なって、シェーディング
調整を行ない、補正係数を決定し（Ｓ４０）、シェーデ
ィングヒストグラム判定法を行ない、ＣＣＤ調整の結果
を判断する。この判断の結果、ＣＣＤ調整が成功である
ならば、”ＣＣＤ調整ＯＫ”と表示し（Ｓ４１）、ＣＣ
Ｄ調整を終了する。

【００５６】一方、前記ＡＤ再調整でＣＣＤ調整が成功
しなかった場合は、”ＣＣＤ調整ＮＧ”と表示し（Ｓ３
４）、前記Ｍ＿ＡＤ値をＡＤ値とし、前記Ｍ＿ｌａｍｐ
をランプ値とし、ゲインの値を変更して補正係数を決定
し（Ｓ４０）、シェーディングヒストグラム判定法を行
ない、ＣＣＤ調整の結果を判定する。

【００５７】以下、ＣＣＤ調整が成功するまで、パラメ
ータの値を変更してシェーディングヒストグラム判定法
による、全域の傾きが所定値以下となるパラメータの値
を求める。その結果、決定した各パラメータの値を用い
て、実際の原稿を読み取る際に、各画素毎にシエーディ
ング調整を行なって、原稿の複写又は転写を行うもので
ある。

【００５８】なお、上記実施例では、シェーディング調
整のパラメータはＡＤ、ランプ光量、増幅回路６０２の
ゲインとしたが、例えばＬＯＧ変換部６０６のルックア
ップテーブルの値やレンズユニット１０６のレンズ位置
であってもよく、本発明の目的である被転写紙に転写さ
れる画像のシェーディングを補正するために役立つパラ
メータであればよい。そうして、このパラメータを変更
しつつ、補正係数を求めて、シェーディングヒストグラ
ム判定法により、シェーディング調整を行なう。

【００５９】また、上記実施例では、ＣＣＤ調整が不成
功であった場合、ＡＤ、ランプ、ゲインの順にパラメー
タ値を変更したが、この順序は成功する確率の高いパラ
メータの順にシェーディングヒストグラム判定法を行な
ってもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ＣＣＤ
を有する画像入力装置において、シェーディング調整に
よるＣＣＤ調整を行った時に、ＣＣＤ調整結果の判断を
行ない、ＣＣＤ調整結果が失敗と判断したときには、再
度調整を行うことで、ＣＣＤ調整で失敗を発見すること
が可能となり、また再調整を行なう時に調整幅を変更す
ることにより、シェーディング調整が明確に、正確に実
行できるようになった。

【００６１】また、各パラメータ毎にシェーディングヒ
ストグラム判定法によりＣＣＤ調整の成功、不成功を確
認できるので、判断が確実である。さらに、シェーディ
ングヒストグラム判定法では、各画素の近傍の値から傾
きを演算し、その傾き度合いを所定値と比較すること
で、成功する調整を行なえ、その演算及び比較が容易で
あり、迅速にシェーディング調整ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の画像読取装置の概略図
である。

【図２】本発明による一実施例の画像形成装置の操作部
の構成図である。

【図３】本発明による一実施例の画像読取装置を用いた
画像形成装置の概略図である。

【図４】本発明による画像読取装置のＣＣＤイメージセ
ンサ部の回路図である。

【図５】本発明によるＣＣＤイメージセンサの駆動タイ
ミングを示すタイミングチャートである。

【図６】本発明による画像処理装置の内部ブロック図で
ある。

【図７】本発明による増幅回路の内部とＡ／Ｄ変換部を
示すブロック図である。

【図８】本発明による一実施例の画像読取装置の概略図
である。

【図９】本発明による黒補正回路の回路図である。

【図１０】本発明による黒補正回路の動作を説明するた
めのグラフである。

【図１１】本発明による白補正回路の回路図である。

【図１２】本発明による白補正回路の動作を説明するた
めのグラフである。

【図１３】本発明による白補正回路の記憶手段のデータ
配置図である。

【図１４】本発明による白補正回路の動作フローチャー
トである。

【図１５】本発明による輝度信号生成部のブロック図で
ある。

【図１６】本発明によるシェーディング補正の説明用の
レベル概念図である。

【図１７】本発明による白色基準板と白紙の読取データ
を表すグラフ図である。

【図１８】本発明による白紙を用いたシェーディング調
整の動作を示すフローチャートである。

【図１９】本発明によるコピー動作時のシェーディング
補正動作を示すフローチャートである。

【図２０】本発明によるシェーディング調整の一態様を
示すレベル図である。

【図２１】本発明によるシェーディング調整の一態様を
示すレベル図である。

【図２２】本発明によるシェーディング調整用補正係数
の算出を示すフローチャートである。

【図２３】本発明によるシェーディング調整のためのヒ
ストグラムである。

【図２４】本発明によるシェーディング調整のためのヒ
ストグラムの一部極大図である。

【符号の説明】

１０１第１ミラー台ユニット１０２第２ミラー台ユニット１０３シェーディング台１０４原稿照射ランプ１０５原稿台ガラス１０６レンズユニット１０７ＣＣＤイメージセンサ２０９メイン電源スイッチ２１６スタートボタン３０３、３０４、３０５、３０７ミラー３０９レーザー発振器３１３感光体３１７、３１８被転写紙積載部３１５定着部３１６排紙部３１９画像処理装置４０１白紙の読取信号４０２白色基準板の読取信号６０１ＣＰＵ６０２増幅回路６０４黒補正／白補正部６０５輝度信号生成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/04 １０２ (72)発明者鈴木直東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者木村浩之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者高橋弘一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者冨永雅彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者松井規明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿に光を照射する光照射手段と、前記
光照射手段により光が照射された原稿からの反射光を受
光することにより画像を読取るイメージセンサと、前記
イメージセンサからの出力信号のレベルを調整する調整
手段と、前記画像の読取基準となる白色板とを具備する
画像読取装置において、前記白色板の読取レベルと前記白色板の読取レベルを補
正する第二の画像読取基準の読取レベルとの補正係数と
を記憶する記憶手段と、前記イメージセンサからの出力
信号のレベル調整を前記記憶手段の前記補正係数により
調整する補正手段と、前記補正手段で補正された補正信
号でヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記ヒストグラム上の複数の点での勾配を求める勾配検
出手段と、前記複数の点の勾配と予め設定された勾配と
を比較する比較手段とを具備し、前記比較の結果により
前記調整の結果が正しいか否かを判断することを特徴と
する画像読取装置。
【請求項２】請求項１記載の画像読取装置において、
前記比較手段による比較の結果は前記予め設定された勾
配より前記複数の点の勾配がすべて小さい場合に補正が
正しいと判断することを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】請求項１記載の画像読取装置において、
前記比較手段による補正が正しいと判断したときに表示
部に表示することを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】請求項１記載の画像読取装置において、
前記比較の結果が正しくないと判断した時に再度ヒスト
グラムを生成することを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】請求項１記載の画像読取装置において、
前記補正係数は前記光照射手段の光量と前記読取レベル
の補正係数であることを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】請求項１記載の画像読取装置において、
前記勾配は前記イメージセンサの各画素近傍の画像レベ
ルに基づいて求めることを特徴とする画像読取装置。